Eine Flow Cytometry basierende Methode quantitativ bestimmen die zytotoxische Aktivität des menschlichen natürliche Killerzellen wird hier angezeigt.
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Eine Flow Cytometry basierende Methode quantitativ bestimmen die zytotoxische Aktivität des menschlichen natürliche Killerzellen wird hier angezeigt.
Innerhalb des angeborenen Immunsystems spielen Effektor-Lymphozyten, die sogenannten natürlichen killer (NK)-Zellen eine wesentliche Rolle in der Wirt Verteidigung gegen anomale Zellen, insbesondere Beseitigung Tumor und viral infizierte Zellen. Ca. 30 bekannten monogenen Defekte, zusammen mit einer Vielzahl von anderen pathologischen Zuständen verursachen entweder funktionelle oder klassische NK Zelle Mangel, manifestiert sich in reduziert oder fehlend zytotoxische Aktivität. In der Vergangenheit wurde Zytotoxizität mit radioaktiven Methoden untersucht die mühsam, teuer und potenziell gefährlich sind. Dieser Artikel beschreibt eine optimierte, klinisch einsetzbaren Flow Cytometry basierende Methode um zytotoxische NK-Zell-Aktivität zu quantifizieren. In diesem Test sind peripheren mononukleären Zellen (PBMCs) oder gereinigte NK Zelle Vorbereitungen Co inkubierten bei unterschiedlichen Verhältnissen eine Ziel-Tumor-Zell-Linie bekannt, empfindlich gegen NK zellvermittelte Zytotoxizität (NKCC) sein. Die Zielzellen sind bereits beschriftet mit einem Fluoreszenzfarbstoff ermöglicht ihre Diskriminierung aus den Effektorzellen (NK-Zellen). Nach der Inkubationszeit sind getöteten Zielzellen durch eine Nukleinsäure-Fleck, identifiziert, die speziell die abgestorbenen Zellen durchdringt. Diese Methode ist geeignet, um sowohl Diagnose- und Anwendungen in der Forschung und, Dank an die Multiparameter-Fähigkeiten der Durchflusszytometrie, hat den zusätzlichen Vorteil der potenziell ermöglicht eine tiefere Analyse der NK Zelle Phänotyp und Funktion.
Natürliche killer (NK)-Zellen sind eine anspruchsvolle Teilmenge der menschlichen angeborenen Lymphozyten kritisch beteiligt bei der Beseitigung von viral infizierte Zellen, transformierten Zellen und anderen pathogenen Bedrohungen 1,2. NK-Zellen lytische Granulat Haus zytotoxische Proteine, wie Perforin und Granzyme. Nach der Aktivierung NK-Zellen bilden ein komplexes Zusammenspiel mit ihren Zielen bekannt als immunologische Synapse, wobei diese Zytolyse Moleküle lokal freigesetzt werden, was direkte Ziel Zelle Lysis und Apoptose, zusammen mit Freisetzung von Zytokinen und Chemokin und letztlich in der Induktion von einem entzündlichen Zustand 1,3,4.
NK-Zell-Aktivierung beinhaltet eine komplexe Reihe von Aktivierung und hemmende Interaktionen zwischen NK Zell-Rezeptoren und Liganden auf der Oberfläche der Zielzellen, bilden ein streng regulierte System ausgedrückt. Einer der am besten untersuchten Mechanismen der NK-Zell-Aktivierung ist das "fehlende selbst". In der Tat, fehlende Erkennung der Klasse, die ich major Histocompatibility complex (MHC) oder human Leukocyte Antigen (HLA) Moleküle auf infiziert oder Zellen Trigger NK Zelle Zytotoxizität umgewandelt. Tumor und Virus-infizierten Zellen in der Regel Downregulate diese Antigene T zellvermittelte Immunität, so zum primären NK entkommen Zelle Ziele 1,3,4.
Bewertung der NK-Zell-Funktion ist in erster Linie in Degranulation oder Zytotoxizität kategorisiert Assays. Degranulation Assays, wie die Strömung durchflusszytometrischen Erkennung des Degranulation-assoziierten Markers CD107a, sind jedoch nur Richtwerte der NK-Zell-Aktivierung und nicht ihre ultimative Funktion, die direkte Tötung von Ziel Zellen 5,6,7,8. Daher hat diese Einschränkung Ermittler Zytotoxizität Assays als mehr erzählen und direktere Alternative geschenkt.
Die langjährigen "Goldstandard" für die Beurteilung der zellvermittelten zytotoxische Aktivität von T- und NK-Zellen ist die Chrom-Release-Assay (CRA). CRA beinhaltet radioaktiv Kennzeichnung von Zielzellen mit 51Cr und Bebrüten sie gemeinsam mit Effektorzellen. Dieser Assay ist durchdrungen von dem Grundsatz, dass diese Zelle lyse in der Version des proteingebundenen 51Cr in der Überstand ergibt sich die durch Gamma zählen gemessen werden kann. Dieser Assay, während wirksam, ist für eine Vielzahl von Gründen problematisch: hohe Materialkosten, Handhabung und Entsorgung von radioaktiven 51Cr, spontane Freisetzung von 51Cr und schwierigen Standardisierung - so dass es insgesamt unpraktisch 9,10.
Eine Reihe von nicht-radioaktiven Assays mit fluoreszierenden Kennzeichnung, Enzymfreisetzung und sogar Biolumineszenz, wurden seitdem als Alternativen zum CRA 11,12,13,14entwickelt. Wir beschreiben hier eine Flow Cytometry basierende Methode zur Messung der NK Zelle zytotoxische Aktivität auf K562 Zielzellen, einfache, sensitive und reproduzierbar ist. K562-Zellen sind eine menschliche Erythroleukemic Zelle Linie mit reduzierten Expression von HLA Klasse I und erhöhten Ausdruck von Liganden für activatory NK-Rezeptoren, wodurch sie besonders anfällig für NK zellvermittelte Zytotoxizität 15. In diesem Assay K562 Zellen vorab mit Carboxyfluorescein Diacetat Succinimidyl Ester (CFSE-) gekennzeichnet sind und Co kultiviert in verschiedenen Verhältnissen mit entweder peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs) oder NK-Zellen 1gereinigt. CFSE ist eine stabile, Proteinbindung Fluoreszenzfarbstoff, der Diskriminierung von Zielzellen von Effektor NK Zellen 16,17erlaubt. Nach der Co Inkubation dient ein Nukleinsäure-Fleck, speziell durchdringt die Membran von abgestorbenen Zellen, getöteten Zielzellen identifizieren (siehe Tabelle der Materialien). Die Proben werden dann auf einem Durchflusszytometer zu bestimmen, den Anteil der Toten (d. h. Fleck +) erworben CFSE-+ Zielzellen.
Dieser Test kann verwendet werden als diagnostische Reihenuntersuchung für monogene Mängel beeinträchtigen die NK Zellkompartiment, davon gibt es etwa 30 bekannte Mängel verursacht entweder funktionelle oder klassische NK-Zelle-Mangel, und bei primären oder sekundären Hemophagocytic Lymphohistiocytosis. Es ist auch sinnvoll, NK-Zell-Aktivität bei Patienten mit wiederkehrenden, schweren viralen Herpesinfektionen, Immunrekonstitution nach hämatopoetischer Stammzelltransplantation oder Post immunmodulatorische Therapie 18,19,20, bewerten und für eine Vielzahl von Anwendungen in der grundlegenden Forschung zu untersuchen.
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Die Proben wurden gemäß den ethischen Richtlinien des UCLA Human Research Protection Program entnommen und vom IRB genehmigt.
1. Vorbereitung der Reagenzien
HINWEIS: Sofern nicht anders angegeben, sollten alle Reagenzien vor der Verwendung bei Raumtemperatur äquilibriert werden. Alle Reagenzien müssen steril bleiben.
2. Isolierung von PBMCs als Effektorzellen
HINWEIS: Dieser Assay wurde für die effektive Anwendung mit Gesamt-PBMCs von gesunden Kontrollen validiert. Es wird jedoch empfohlen, den Gehalt an NK-Zellen bei jedem PBMC-Präparat zu überprüfen (Abbildung 1). Außerdem basiert das Volumen des Vollbluts für die Entnahme auf der Häufigkeit von NK-Zellen im peripheren Vollblut und kann von Person zu Person variieren, insbesondere zwischen gesunden Spendern und Patienten.
3. Isolierung von NK-Zellen als Effektorzellen
HINWEIS: Dieser Teil des Protokolls ist eine Alternative zur Verwendung von Gesamt-PBMCs als Effektorzellen. Die typische Ausbeute von 4 ml Vollblut von einer gesunden Person beträgt etwa 4x105 NK-Zellen oder etwa 5-15% der PBMCs, obwohl diese Häufigkeit zwischen den Spendern variiert 21. Es wird empfohlen, nach der Isolierung eine Reinheitsprüfung durchzuführen.
4. Immunphänotypisierung zur Beurteilung des NK-Zellgehalts
5. Auftauen, Kultivieren und Ernten von K562-Zielzellen
6. Markierung von K562-Zielzellen
HINWEIS: Stellen Sie sicher, dass die K562-Zellen gut resuspendiert sind, bevor Sie die CFSE-Arbeitslösung hinzufügen.
7. Plattieren
HINWEIS: Wenn die NK-Zellen begrenzt sind, kann die Konzentration sowohl der K562- als auch der NK-Zellen halbiert werden, so dass die Hälfte der Zellen im Assay plattiert wird. Der Assay liefert vergleichbare Ergebnisse mit der Hälfte der Zellanzahl (solange die Verhältnisse konstant bleiben).
8. Färben für Lebensfähigkeit und Erwerb
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Vor der Inbetriebnahme der Assay empfiehlt es sehr, dass NK Zellinhalt in der Effektor Bevölkerung Wahl beurteilt werden. Abbildung 1 zeigt eine typische CD56 Färbung vor (hellblau) und nach (rot) NK Zelle Bereicherung. NK-Zellen sollte bestehen aus bis zu 15 % der PBMCs und mindestens 80 % rein nach der Bereicherung.
Durchflusszytometrischen Analyse in diesem Assay umfasst Erkennung von zwei Parame...
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Die hier beschriebene Methode bietet eine einfache und kostengünstige Alternative zu den traditionellen 51Cr Release Assay zytotoxische NK-Zell-Aktivität zu bewerten. Diese Methode ist empfindlich, reproduzierbare und weniger zeitaufwändig als die bisherigen Standardmethoden wie CRA, und eignet sich für beide klinischen und Forschung Anwendungen.
Während des Tests mit insgesamt PBMCs und angereicherte NK-Zellen arbeitet, ist die Option PBMCs Zellpopulationen zu reinigen ohne die Not...
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Die Autoren erklären keine finanziellen Interessenkonflikte.
Wir möchten Jill Narciso, UCLA Immungenetik Center, danke für ihre Unterstützung bei der Vorbereitung der Handschrift.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (1x, ohne Ca2+ und Mg2+) | Corning (Cellgro) | 21-040-CM | |
| Ficoll-Paque PLUS | GE Healthcare | 17-1440-02 | |
| Tween-20 | Sigma | BP337-100 | |
| RPMI 1640 Media | Corning (Cellgro) | 10-040-CV | |
| Hitzeinaktiviertes fötales Rinderserum | Omega Scientific | FB-02 | |
| Penicillin Streptomycin | Life Technologies | 15140-163 | Stammlösung bei 10.000 U/ml |
| IL-2 | R& D Systems | 202-IL-050 | Lyophilisiert aus einem 0,2 μ; m filtrierte Lösung in Acetonitril und TFA mit BSA als Trägerprotein. Rekonstituieren mit 500 ul bei 100 μ g/ml in steriler 100 mM Essigsäure mit mindestens 0,1 % Rinderserumalbumin (2,1 x 10E6 I.E./ml) |
| K562 Zellen | ATCC | CCL-243 | Krebszelllinie |
| T-75 Zellkulturflaschen | Corning | 431464 | |
| Life Technologies (CellTrace) | C34554 | Rekonstituieren Sie das I-Fläschchen mit 18 μl DMSO zur Herstellung einer 5 mM-Stammlösung. Nicht einfrieren/auftauen. | |
| Sytox Red | Life Technologies | S34859 | Stammlösung wird zu 5 μ bereitgestellt M in 1 mL DMSO. Die DMSO-Lösung kann mehreren Gefrier-Auftau-Zyklen unterzogen werden, ohne dass das Reagenz abgebaut wird. |
| Natrium/Lithium-Heparin-Blutentnahmeröhrchen | BD | 02-687-95 | |
| 96-Well-Platte mit U-Boden | Corning | CLS3897 | |
| Serologische Pipetten | BD Falcon | ||
| Polystyrol-Röhrchen mit rundem Boden (5 ml) | BD Falcon | 14959-5 | |
| konisches Röhrchen aus Polypropylen 50 | mL BD Falcon | 352070 | |
| 15 mL Konisches Röhrchen aus Polypropylen | BD Falcon | 352097 | |
| Reagenzreservoir | USA Scientific | 2321-2230 | |
| Cocktail zur Anreicherung menschlicher NK-Zellen | StemCell Technologies (RosetteSep) | 15065 |
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